时间：2013-11-29 分类：建筑设计
摘 要:本文介绍城市变电所的发展方向，由于城市建设的快速发展，城市内建设用地供应紧缺，城市变电所逐渐由敞开式户外变电所向全户内变电所过渡，本文对城市户内变电所的建筑设计进行了分析探讨，可供同类设计参考。
关键词：全户内变电所 节地 节能 节材的绿色建筑
近年来随着城市建设的快速发展，用地矛盾逐渐突出，城市建设用地的供应由原来的粗放走向节约，为了缓解用地矛盾，同时美化城市景观，城市内的变电所建设逐渐由户外变电所向户内变电所过渡，并且成为城市变电所发展的必然趋势。本文通过介绍杭州西湖区的220kV古荡变电所的建筑方案设计对全户内变电所发展方向进行探讨。
(一).打造\"节地、节能、节水、节材\"的绿色建筑。
当今社会提倡节约型社会，所以要求我们在现阶段的建筑设计中大力推动以\"节地、节能、节水、节材\"和环保为核心的绿色建筑。古荡变电所建成于上世纪八十年代，为全户外敞开式变电站，随着杭州城市西进政策和西溪湿地国家公园作为杭州的主要风景区进行开发利用后，全敞开户外变电站显然已不符合城市发展的要求，考虑西溪周边的景观及生态环境要求建造一个与之相协调的全户内城市变电所，并对变电所的模式提出了新的进化要求，\"高效、节地、节材、节能\"是必然的趋势。
(二)总平面对建筑设计的要求
220kV古荡变电所位于杭州市西湖区古荡区块，其北侧通过一段30m绿化带和杭州市主要交通干道天目山路相隔，西侧通过一公交车站和紫荆花路相接，和著名景区西溪湿地国家公园隔路相对，南侧为杭州苗圃，远处为老和山麓，东侧隔一绿化带为海外海宾馆。因其所处位置的重要性，近几年来随着城市的发展，杭州市电力局决定对其进行整体改造，以适应周边地区的环境景观需要。改造前的古荡变电所占地面积38.9亩，改造完成后占地面积约为13.47亩，比原用地节约65%。 全所总建筑面积约为7100 m2,采用全户内GIS设备联合布置。由于该所将建在风景秀丽的风景区西溪湿地周边地块，所以整个生产综合楼在布置中要求布局紧凑，工艺合理,并和周边环境协调。在方案设计中力求把220kV古荡变电所打造成目前浙江省内4X180MVA户内变电所中占地面积最小，集所有生产、生活、办公综合功能于一体的全户内城市变电所。
(三).生产综合楼设计
全户内变电所和户外变电所的不同之处在于把以往户外变电所中的主变压器、电抗器、电容器等电气设备全部移入到生产综合楼内，虽然这几年在电气设备方面有了很大的改进，并且随着电气工艺智能化的推进，变电站建筑设计从需要满足多人值班休息的常规化设计向少人值班或无人值班的个性化设计方向过渡和发展，但要把原先占地三十几亩的敞开式变电所集中布置于一幢楼内，并满足工艺的运行要求，需要建筑师发挥自己的专业特长，通过和各专业工程师的协调，根据工艺要求，对设备的特性和搬运检修所需空间作合理的布置和组合，以达到节约土地资源和建材资源的目的。所以户内变电所比起以往户外变电所的优势在于大大节约了用地面积并改善了城市整体形象。
全户内变电所设计的重点和难点之处在于满足工艺要求的前提下,还需考虑和周边环境的相协调，以保证规划区块内建筑风格的统一。对于近几年来城区变电所产生的噪声引起周边矛盾的问题时有发生，所以建筑设计需考虑在符合工艺的情况下如何将噪声源避开居民区或通过降声隔噪措施使噪声降到允许噪声范围内，要解决这类矛盾，需要进行合理的总平面布置且在室内通过使用吸声材料或其它降噪方法措施来降低噪声，减少对周边环境影响。
220kV古荡变电所生产综合楼根据地形平面呈\"一\"字形布置，长84.7m,宽45.7m。建筑面积为7100m2，建筑高度为17.9m，共三层;结构形式采用框架结构;屋面防水等级采用Ⅱ级防水;火灾危险性分类及耐火等级：丙类一级。
1.平面功能分区及交通组织设计
建筑内部共分两个区块，生产运行区和生活休息区。由于本变电所采取智能化工艺后，投运后为少人值班的变电所，故生活区面积较少。生产运行区分四层布置，地下一层为电缆层，地上一层布置了主变压室、110kV GIS室、开关柜室、电抗器室等用房;二层布置了220kV GIS室、电容器室、接地变消弧线圈室及蓄电池池;三层主要为整个变电所的控制中心，布置了继电器室和集控中心;
一层建筑面积3530m2，平面主要分为五大功能区，分别为主变压器设备区、GIS设备区、电抗器设备区、开关柜设备区及安全生产保卫区，通过一条内走廊将以上几大区块相连。一层门厅靠进所道路北侧布置，入口处布置了安全生产保卫功能的警卫室及消防控制室。生产设备区的布置中考虑把变电所内重量大，不易吊运的的设备布置在一层，故主变压室和散热器室布置于生产综合楼的西侧，10间电抗器室呈一列均布置于综合楼东侧，此两种设备均带油坑且自重很大，所以布置在一层且紧邻站内搬运道路。主变压器设备区靠近的场地上的事故油池布置，所有事故时排油或漏油的油污水将到达事故油池，然后经过隔油设施处理后回收处理，不外排,对周边环境不产生影响;110kV GIS室位于楼的北侧，因其自重大，电缆较多且需从北侧出线，故也位于一层布置,并靠近搬运道路。开关柜室的电缆多但自重相对较轻故布置于一层中部，设两个搬运出口;考虑到本所地处风景区，噪声大小直接影响变电所周边建筑环境，所以势必要求对产生的噪声进行消声、隔振、隔声、吸声等噪声控制措施，本例中对主变压室和电抗器室内墙面采用FC防火吸音板，并且在设备选型上尽量使用低噪声的变压器和电抗器，以减小噪声对周边的影响。电磁辐射也会对周边环境产生影响，必须采取有效的防治措施，优先选用电磁辐射水平低的电气设备和带金属罩壳的电气设备。一层通过环形内廊解决水平交通问题，环形内廊的优点在于符合所内值班人员检查巡视特点，在足不出户的情况下完成对一层全部设备用房的检查巡视。内廊两端连接两个对外安全出口。垂直交通利用楼内两部封闭楼梯解决，楼梯间分别布置在大楼的两侧靠外墙处，可以直接天然采光和自然通风, 楼梯首层距离直通室外的安全出口均小于15m,满足安全疏散要求。#p#分页标题#e#
二层建筑面积1750m2，平面主要布置了220kV GIS室和35kV接地变消弧线圈室及所内电容器室和蓄电池室，生活用房备餐间也布置在二层，因为考虑备餐间不应布置于电气设备用房的正上方，整个楼内只有此处下部无电气设备，因此把备餐间布置在此。考虑像GIS大型设备和接地变设备的搬运问题，故在立面设计中设一凹廊，通过一层的电抗器室屋顶作为大型设备的搬运平台以解决此两种大型设备的吊装难题。二层水平交通通过一内廊解决，所有房间均布置于内廊两侧，内廊两端连接两封闭楼梯间，可解决日常垂直交通问题并满足紧急情况下的安全疏散。
三层建筑面积763m2，作为控制人员的主要办公区域，布置了集控中心室、继电器室。考虑集控中心为办公类用房故在设计中将其放在综合楼的南面布置，并在采光通风方面均进行细致的考虑，为办公人员提供良好的办公环境。三层设两个安全出口,分别通向屋顶平台和室内封闭楼梯间，可解决日常垂直交通问题并满足紧急情况下的安全疏散。
2.立面设计
由于生产综合楼属于工业建筑，考虑到大型的电气设备对建筑物开间，层高要求都很高，在生产综合楼立面设计上大多在尺度，色彩等方面入手，力求简洁，舒展，采用平屋面，既体现工业建筑的气势和明快又同周围天目山路的建筑保持风格上的协调。立面设计富于变化，采用彩色墙面砖和环保建筑涂料搭配，通过几何体的叠加，造型上形成高低错落有致的建筑体量。
3.消防设计
城市户内变电所消防系统是城市变电所的重要组成部分，消防系统设计是否合理，涉及到安全生产运行，人生安全，工程造价。城市变电所设计中的工艺布置与以往普通常规变电所有很大的不同，并且地处城区位置，其重要性和特殊性更凸现出来。生产综合楼为丙类厂房，耐火等级为一级，为多层建筑，地下一层，地上三层，分为六个防火分区，地下电缆层为面积为1498m2，分为三个防火分区，每个防火分区面积小于500平方米，均有一个直通室外安全出口，另一安全出口通过在两个防火分区之间的防火墙上设甲级防火门的方法，以保证每个分区内均有两个安全出口。电缆层内任一点至最近安全出口的距离均小于30米，符合安全疏散的距离要求。地上每层面积均小于6000m2,满足丙类一级厂房每个防火分区最大允许建筑面积要求，故每层为一个防火分区，每个防火分区均有两个安全出口。一层平面中，主变室、散热器室、电抗器室、开关柜室、110kV GIS室均设两个疏散出口，并且保证房间内任一点到最近疏散门的距离和房间疏散门至安全出口的距离均满足《建筑设计防火规范》(GB50016-2006)中丙类一级厂房安全疏散距离要求。二层和三层平面中，每个房间内人员疏散距离和安全出口数量也均满足规范要求。两部室内交通楼梯均采用封闭楼梯间，楼梯间的门为乙级防火门，并向疏散方向开启，满足丙类厂房内疏散楼梯应为封闭楼梯间的要求。根据《火力发电厂与变电所设计防火规范》GB50229-2006规定：主变压器、散热器室、GIS室采用甲级防火门，蓄电池室、开关柜室、电容器室均采用乙级防火门，本工程中均严格按规范要求设置各类防火门。电缆层和设备用房均设火灾探测报警装置，报警方式为自动，采用自动泡沫灭火装置。生产综合楼一层设置了消防控制室，整幢楼内合理配置建筑灭火器，以便有效的扑救初起火灾，减少火灾损失。
4.设计小结
生产综合楼的建筑方案设计力求做到功能分区合理，平面布置紧凑，交通组织流畅，消防设计合理，将各工艺专业功能相近的用房尽量集中布置，合理分区，目的在于使生产、生活、办公各部分既便于联系、又各自独立、互不干扰;既便于工作人员进行检查巡视运行设备，又便于保安人员的保安控制,并最大限度地缩减了交通面积，使水平交通与垂直交通的联系更为便捷，以达到了节约建筑面积，便于运行管理的目的。构成一栋集生产、生活于一体的城市工业建筑综合体。
(四).总结
户内变电所代表着用地紧张的城市核心区块建造变电所的发展方向，220kV古荡变电所的建设作为在城市内建造的高标准户内变电所领域进行了探讨和实践。以便为今后城市户内变电所工程的设计提供实例，供同行参考。
参考文献：
1. 《城市户内变电所建筑设计规定》DLGJ168-2004 中国电力规划设计协会
2. 《变电所建筑结构设计技术规定》NDGJ96-92 能源部电力规划设计管理局
3.《火力发电厂与变电所设计防火规范》GB 50229-2006 中国计划出版社
4.《建筑设计防火规范》GB 50016-2006 中国计划出版社
